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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Extrudermundstück
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 (siehe beispielsweise DE-A-3
414 994) und ein Verfahren, um dieses zu gestalten. Genauer betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Gestalten und Herstellen
eines Extrudermundstücks,
das höhere
Extrusionsgeschwindigkeiten gestattet. Im Besonderen betrifft die
vorliegende Erfindung ein Aluminiumextrudermundstück, das
ein veränderliches
fortlaufendes Auflager und eine Tasche aufweist, die zusammenwirken,
um den Materialfluß in
das Mundstück
zu verbessern, um größere Extrusionsgeschwindigkeiten
zu erlauben.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Extrusion ist der Vorgang des Zwängens von Material
durch ein Mundstück,
welches ein Extrusionsprofil aufweist, um ein Produkt zu bilden,
das einen Querschnitt aufweist, der dem Extrusionsprofil entspricht.
Die Länge
des extrudierten Produkts wird durch die Menge an Material bestimmt,
die durch das Mundstück
gezwängt
wird. Ein typischer Aluminiumfensterrahmen kann aus extrudierten
Sprossen und Senkrechtstäben
hergestellt sein. Eine typische Sprosse oder ein typischer Senkrechtstab
weist einen verhältnismäßig komplizierten
Querschnitt einschließlich
mehrerer Arme, die sich von einer gemeinsamen Säule erstrecken, auf. Zusätzlich kann jeder
Arm mehrere Elemente aufweisen, die sich davon erstrecken. In der
Vergangenheit mußte
die Geschwindigkeit des Extrusionsvorgangs verringert werden, wenn
das Extrusionsprofil komplexer wurde, um ein qualitativ hochwertiges
Produkt zu bewahren.
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Eine Darstellung eines in der Technik
bekannten typischen Extrudermundstücks ist in 1 ersichtlich. Das im allgemeinen durch
das Bezugszeichen 210 bezeichnete Extrudermundstück des Stands
der Technik beinhaltet im allgemeinen einen Mundstückkörper 212,
der eine stromaufwärts
gerichtete Fläche 214 und
eine stromabwärts
gerichtete Fläche 216 mit
einem Hohlraum 218 aufweist, der sich von der stromabwärts gerichteten
Fläche 216 zur
stromaufwärts
gerichteten Fläche 214 erstreckt. Ein
Extrusionsprofil 220 ist von der stromaufwärts gerichteten
Fläche 214 durch
den Mundstückkörper 212 zum
Hohlraum 218 geschnitten. Eine Wand 222, die parallel
zur stromaufwärts
gerichteten Fläche 214 bzw.
stromabwärts
gerichteten Fläche 216 verläuft, erstreckt
sich zwischen dem Extrusionsprofil 220 und dem Hohlraum 218.
Diese Wand 222 kann auch als der Unterschnitt 222 des
Mundstücks 210 bezeichnet werden.
Die Tiefe des Extrusionsprofils 220 wird in der Technik
als der Mundstücksteg
oder das Mundstückauflager 224 bezeichnet.
Der Mundstücksteg oder
das Auflager 224 ist der Abschnitt des Mundstücks 210,
mit dem das Material in Kontakt steht, während es durch das Mundstück 210 gezwängt wird.
Ein derartiger Kontrakt erzeugt Reibung, die Hitze verursacht und
den Materialfluß negativ
beeinflußt.
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Die Länge des Auflagers 224 und
die Länge des
Unterschnitts 222 beeinflussen die Festigkeit des Mundstücks 210.
Die Festigkeit des Mundstücks 210 ist
wichtig, da das Mundstück
während
des Extrusionsvorgangs hohen Drücken
und hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Wenn das Material, das das
Extrusionsprofil 220 umgibt, schwach ist, wird die Qualität des Produkts
negativ beeinflußt.
Zur Erhöhung
der Festigkeit des Mundstücks 210 kann
ein längeres Auflager 224 und
ein kleiner Unterschnitt 222 verwendet werden. Ein längeres Auflager 224 verringert jedoch
aufgrund der durch das lange Auflager 224 erzeugten Reibung
die Geschwindigkeit des Mundstücks.
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Daher ist es wünschenswert, die Länge des Auflagers
auf ein Mindestmaß zu
verringern, so daß die
maximale Extrusionsgeschwindigkeit erzielt werden kann, während eine
angemessene Festigkeit für das
Mundstück
aufrechterhalten wird. Die Maximierung der Extrusionsgeschwindigkeit
ist für
die Extrusionsindustrie äußerst wichtig,
da ein Mundstück
verwendet werden kann, um während
seiner Lebensdauer Meilen von Produkt zu erzeugen. Daher bringt sogar
eine geringe Erhöhung
der Extrusionsgeschwindigkeit große Vorteile für den Hersteller.
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Ein anderes Merkmal bekannter Mundstücke 210 ist
ein Hohlraum 230, der in der stromaufwärts gerichteten Fläche 214 des
Mundstücks 210 ausgebildet
ist, um aufeinanderfolgende Barren zu erleichtern. Aufeinanderfolgende
Barren werden benötigt, wenn
die gewünschte
Länge des
Produkts länger
als die Kapazität
der Extrusionsverarbeitungseinheit ist. Um aufeinanderfolgende Barren
zu erlauben, ist ein Hohlraum 230 um das Extrusionsprofil 220 herum aus
der stromaufwärts
gerichteten Fläche 214 des Mundstücks 210 ausgeschnitten.
Wenn sich der Stempel der Extrusionsverarbeitungseinheit der stromaufwärts gerichteten
Fläche 214 des
Mundstücks 210 nähert, wird
der Barren zerschnitten, und ein Teil des Extrusionsmaterials verbleibt
im Hohlraum 230. Wenn der Barren zerschnitten wird, erzeugt
der Vorgang des Zerschneidens eine Kraft, die dazu neigt, das im
Hohlraum 230 verbleibende Material aus dem Mundstück 210 wieder
herauszuziehen. Um zu verhindern, daß das Material zur Gänze aus dem
Hohlraum 230 herausgezogen wird, ist der Hohlraum 230 verhältnismäßig tief.
Die Tiefe ist so gestaltet, daß der
durch das Bezugszeichen 232 bezeichnete Winkel in der Regel
weniger als 45 Grad beträgt. Die
Tiefe des Hohlraums 230 hindert die Schneidekraft daran,
das Material völlig
aus dem Mundstück 210 herauszuziehen.
Nachdem das Material zerschnitten ist, wird der Stempel zurückgezogen
und ein anderer Barren eingesetzt. Der neue Barren verschweißt sich
mit dem im Hohlraum zurückbelassenen
Material, und, der Extrusionsvorgang wird fortgesetzt.
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Die Tiefe des Hohlraums 230 beeinflußt die Leistung
des Extrudermundstücks 210 negativ.
Wenn der durch eine Linie, die an der Ecke des Hohlraums 230 senkrecht
zur stromaufwärts
gerichteten Fläche 214 verläuft, und
eine Linie, die durch diese Ecke und durch die Ecke des Extrusionsprofils 220 und
den Boden 234 des Hohlraums 230 verläuft, gebildete
Winkel 232 geringer als 45 Grad ist, wird der Fluß durch das
Mundstück 210 beschränkt. Während das
Material gegen das Mundstück 210 in
der Extrusionsverarbeitungseinheit gezwungen wird, werden Bereiche des
Materials in die Ecken gezwängt
und verbleiben während
des Extrusionsvorgangs im wesentlichen in den Ecken. Dieser Bereich
ist als ein toter Bereich des Flusses bekannt und in 1 im allgemeinen mit dem
Bezugszeichen 236 bezeichnet. Der tote Bereich 236 erzeugt
zwischen dem Rest des Flusses und sich selbst Reibung. Ein tiefer
Hohlraum 230 verursacht die Bildung eines zusätzlichen
toten Bereichs, wie durch das Bezugszeichen 238 bezeichnet ist.
Der tiefe Hohlraum 230 wirkt auch als eine zusätzliche
Länge des
Auflagers, wo der Fluß gegen die
Hohlraumwände
fließen
kann, wie durch das Bezugszeichen 240 bezeichnet ist. Die
durch den toten Bereich 238 und das zusätzliche Auflager 240 erzeugte
zusätzliche
Reibung ist unerwünscht,
da sie Hitze erzeugt, die die Oberflächenbeschaffenheit des Endprodukts
verschlechtert. Zur Verringerung der Auswirkungen der Reibung wird
die Extrusionsverarbeitungseinheit mit geringeren Geschwindigkeiten betrieben.
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Zur Gestaltung eines derartigen herkömmlichen
Mundstücks
verläßt sich
der Gestalter in der Regel auf das empirische Verfahren. Der Erfolg
der Mundstückgestaltung
hängt oft
von den Kenntnissen und der Erfahrung des Mundstückherstellers ab. Ein. Mundstück wird
gegenwärtig
hergestellt, indem zuerst das gewünschte Profil des endgültigen extrudierten
Produkts bestimmt wird. Das Profil wird dann aus dem Mundstückkörper ausgeschnitten.
Wenn der Mundstückgestalter
das Profil zum ersten Mal ausschneidet, beläßt er das Auflager absichtlich
länger als
gewünscht,
so daß nach
einem Versuchsbetrieb Auflagerlänge
entfernt werden kann, falls dies erforderlich ist. Das Mundstück wird
dann in einer Extrusionsverarbeitungseinheit angeordnet und einer
Serie von Versuchen unterzogen. Wenn das Mundstück ordnungsgemäß funktioniert,
wird das Mundstück dann
verwendet, um Endprodukte zu erzeugen. Ein Problem bei diesem Verfahren
ist, daß das
Auflager des Mundstücks
absichtlich lang belassen wurde und das Mundstück bei geringen Geschwindigkeiten
betrieben werden muß.
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Wenn der Gestalter während des
Versuchsbetriebs Probleme mit dem Mundstück entdeckt oder ein schnelleres
Mundstückauflager
wünscht,
nimmt der Gestalter das Mundstück
aus der Verarbeitungseinheit und nimmt Anpassungen vor. Die Größenordnung
dieser Anpassungen hängt
häufig
von den Kenntnissen und der Erfahrung des Gestalters ab. Eine übliche Anpassung,
die vorgenommen werden kann, besteht im Entfernen oder Verkürzen des
Auflagers. Die bekannten Verfahren zum Entfernen von Auflager sind
das Verkürzen
des gesamten Auflagers oder das Verkürzen eines Abschnitts des Auflagers, um
ein abgestuftes Auflager zu erzeugen. Nachdem dies erfolgt ist,
wird das Mundstück
erneut angeordnet, und es werden zusätzliche Versuche durchgeführt. Ein
Problem bei der Erzeugung eines abgestuften Auflagers ist, daß ein Mundstück, das
ein abgestuftes Auflager aufweist, ein Produkt erzeugt, das an der
Stelle der Auflagerstufe Oberflächengrate
aufweist. Derartige Grate sind unerwünscht und müssen durch einen weiteren Vorgang
entfernt werden.
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Die Umgestaltungen und Versuche werden wiederholt,
bis ein zufriedenstellendes Produkt und eine zufriedenstellende
Extrusionsgeschwindigkeit erreicht sind. Es sei angemerkt, daß Auflagerlänge nach
ihrer Entfernung nicht wieder zum Mundstück hinzugefügt werden kann. Wenn zu viel
Auflager entfernt wurde, muß daher
das Mundstück
verschrottet und der Vorgang wiederholt werden. Aus diesem Grund
wird das Mundstückauflager
stets länger
als nötig
belassen. Die hinzugefügte
Länge verursacht, daß die Extrusionsvorgänge langsamer
als möglich betrieben
werden. Sogar ein kenntnisreicher Mundstückgestalter mit bedeutender
Erfahrung benötigt
in der Regel etwa drei Versuche, um ein zufriedenstellendes Mundstück zu erzeugen.
Die Anzahl der Betriebe und die Arbeit, die nötig ist, um das Mundstück zu perfektionieren,
erhöhen
unerwünschterweise
die Kosten der Bildung des Mundstücks.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum genauen Gestalten und
Bilden eines Extrudermundstücks
bereitzustellen, das in. einer Extruderverarbeitungseinheit mit
einer höheren
Geschwindigkeit betrieben werden kann.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein wie oben angeführtes
Extrudermundstück
bereitzustellen, das fähig
ist, mit einer höheren Geschwindigkeit
betrieben zu werden, um ein Produkt mit einer annehmbaren Oberflächenenbeschaffenheit
herzustellen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein wie oben angeführtes
Extrudermundstück
bereitzustellen, das ein fortlaufendes Auflager aufweist, das spezifisch
für das
Extrusionsprofil des Mundstücks
gestaltet ist.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein wie oben angeführtes
Extrudermundstück
bereitzustellen, das fähig
ist, Mundstückgrate auf
der Extrusionsoberfläche
zu beseitigen.
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Es ist noch eine andere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein wie oben angeführtes Extrudermundstück bereitzustellen,
das eine Tasche aufweist, die so gestaltet ist, daß sie den
Materialfluß in das
Mundstück
verbessert.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein wie oben angeführtes
Extrudermundstück
bereitzustellen, das eine Tasche aufweist, die das Verschweißen aufeinanderfolgender
Barren gestattet.
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Es ist noch eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein wie oben angeführtes Extrudermundstück bereitzustellen,
das eine Tasche mit einer verhältnismäßig seichten
Tiefe aufweist, die den Materialfluß in das Mundstück verbessert.
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Es ist noch eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein starkes Extrudermundstück bereitzustellen,
das ein verhältnismäßig kleines
Auflager aufweist.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein wie oben angeführtes
Extrudermundstück
bereitzustellen, das keinen Unterschnitt aufweist, um das Mundstück mit Festigkeit
zu versehen.
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Es ist noch eine andere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Gestalten eines Extrudermundstücks, das
die oben angeführten Eigenschaften
aufweist, bereitzustellen.
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Diese und andere Aufgaben der Erfindung wie
auch ihre Vorteile gegenüber
bestehenden und früheren
Formen des Stands der Technik, die angesichts der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung offenbar werden, werden durch die Merkmale von Anspruch
1 erfüllt.
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Im allgemeinen benutzt ein Extrudermundstück, das
die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert, ein Extrudermundstück mit einem
Körper, der
eine stromaufwärtsgerichtete
Fläche
und eine stromabwärts
gerichtete Fläche
aufweist; einer in der stromaufwärts
gerichteten Fläche
ausgebildeten Tasche; und einem Extrusionsprofil im Körper, das
sich von der Tasche zur stromabwärts
gerichteten Fläche erstreckt,
wobei die Tiefe des Profils ein Auflager definiert; wobei die Tasche
eine vorherbestimmte Gestaltung aufweist, die von der Gestaltung
des Profils abhängig
ist, so daß der
Fluß von
Material durch das Mundstück
verbessert ist. Das Mundstück
wird durch das Verfahren hergestellt, das die Schritte des Erstellens
des gewünschten
Extrusionsprofils für
das Mundstück
und, ausgehend vom erstellten Profil, des Bestimmens der Gestaltung
einer Tasche, die das Extrusionsprofil umgibt, so daß der Materialfluß durch
das Mundstück
verbessert ist, beinhaltet.
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Um Fachleute aus Fachbereichen, die
der vorliegenden Erfindung am nächsten
stehen, damit vertraut zu machen, sind hier eine bevorzugte Ausführungsform
eines massiven Extrudermundstücks und.
eine Ausführungsform
eines hohlen Mundstücks beschrieben,
die eine nun betrachtete beste Weise der Umsetzung der Erfindung
in die Praxis durch und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren
veranschaulichen, welche einen Teil der Beschreibung bilden. Die
beispielhaften Extrudermundstücke
sind ausführlich
beschrieben, ohne daß versucht
wird, alle verschiedenen Formen und Abwandlungen, in denen die Erfindung
verkörpert
sein könnte,
zu zeigen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine geschnittene Seitenansicht eines typischen Extrudermundstücks des
Stands der Technik;
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2 ist
eine teilgeschnittene Seitenansicht einer typischen Extrusionsverarbeitungseinheit,
die ein Extrudermundstück
nach einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweist;
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3 ist
eine Ansicht entlang der Linie 3-3 in 2 und
veranschaulicht die Vorderansicht des Extrudermundstücks nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in 3 und
veranschaulicht einen teilweisen Querschnitt des Extrudermundstücks nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 in 3 und veranschaulicht eine Seitenansicht des
fortlaufenden Auflagers des Extrudermundstücks;
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6 ist
eine Hinteransicht eines hohlen Extrudermundstücks nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Schnittansicht des hohlen Mundstücks entlang der Linie 7-7 in 6; und
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8 ist
eine geschnittene Seitenansicht einer Rippe entlang der Linie 8-8
in 6.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine stellvertretende Form eines
Extrudermundstücks,
das die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert, ist in den beiliegenden
Zeichnungen im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
In 2 ist das stellvertretende
Extrudermundstück 10 in
einer Extrusionsverarbeitungseinheit 12 veranschaulicht.
Das Mundstück 10 ist
durch mehrere Klemmen 14, die an den Hauptkörper 16 geschraubt
sind, an die Verarbeitungseinheit 12 geklemmt. Die Verarbeitungseinheit 12 beinhaltet
einen Stempel 18, der betrieben werden kann, um einen narren 20 aus
dem Extrusionsmaterial zum Mundstück 10 zu schieben.
Die durch den Stempel 18 erzeugte Kraft schiebt das Material 20 durch
ein Extrusionsprofil 22, das durch das Mundstück 10 geschnitten
ist. Das Material 20 tritt als extrudiertes Produkt 24,
das einen Querschnitt aufweist, der mit dem Extrusionsprofil 22 übereinstimmt,
aus dem Mundstück 10 aus.
Das aus dem Mundstück 10 austretende
Produkt 24 kann durch mehrere Walzen 26 gestützt werden,
wie in 2 veranschaulicht
ist.
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Ein Extrudermundstück 10 nach
der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt 30,
der eine stromaufwärts
gerichtete Fläche 32 und
eine stromabwärts
gerichtete Fläche 34 mit einem
hindurchgeschnittenen Extrusionsprofil 22 aufweist. Es
ist zu beachten, daß die
in den Figuren veranschaulichte Form des Extrusionsprofils 22 nur beispielhaft
ist und die Konzepte der vorliegenden Erfindung auf Mundstücke 10 zutreffen,
die andere Extrusionsprofile aufweisen. Das Extrusionsprofil 22 ist von
einer Tasche 40 umgeben, die ein Verschweißen aufeinanderfolgender
Barren 20 gestattet und den Materialfluß in das Mundstück 10 verbessert.
Ein winkeliger Unterschnittshohlraum 42 erstreckt sich
von der stromabwärts
gerichteten Fläche 34 des
Mundstücks in
den Hauptkörperabschnitt 30 des
Mundstücks 10.
Ein Unterschnitt 44, der im allgemeinen parallel zur stromaufwärts gerichteten
Fläche 32 und zur
stromabwärts
gerichteten Fläche 34 des
Mundstücks 10 verläuft, kann
sich zwischen dem winkeligen Unterschnittshohlraum 42 und
dem Extrusiansprofil 22 erstrecken.
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Die Tiefe des Extrusionsprofils 22 wird
in der Technik als der Mundstücksteg
oder das Mundstückauflager 46 bezeichnet.
In der Vergangenheit wurde ausschließlich die Länge des Auflagers 46 benutzt, um
den Materialfluß durch
das Mundstück 10 zu steuern.
Somit ist bekannt, daß ein
kleines Auflager 46 einen schnelleren Fluß erlaubt
und ein längeres Auflager 46 den
Fluß des
Materials 20 durch das Mundstück 10 verlangsamt.
Diese Ergebnisse sind hauptsächlich
das Resultat der Reibung, die zwischen dem fließenden Material und dem Auflager 46 erzeugt
wird. Um ein Mundstück 10 zu
schaffen, das mit einer schnellen Extrusionsgeschwindigkeit betrieben
werden kann, ist es nötig,
die Länge
des Auflagers 46 so sehr zu beschränken, wie dies möglich ist. Bei
einem verhältnismäßig komplexen
Extrusionsprofil 22 wie den in den Zeichnungen veranschaulichten
Extrusionsprofilen ist der Materialfluß durch das Profil 22 jedoch
nicht gleichförmig.
In Bereichen des Profils 22, in denen die Wanddicke des
Extrusionsprofils 22 gering ist, beschränkt die begrenzte Größe der Öffnung den
Fluß des
Materials durch das Profil 22. Zur Klarheit sollte angemerkt
werden, daß sich der
Ausdruck "Wanddicke" auf die durch das
Bezugszeichen 48 in 3 bezeichnete
Wanddicke des Extrusionsprofils 22 bezieht. Wenn somit
ein gleichförmiges
Auflager 46 mit einem derartigen Profil 22 verwendet
wird, fließt
das Material durch bestimmte Bereiche des Profils 22 schneller
als durch andere. Ein derartiger veränderlicher Fluß führt zu Produkten 24, die
unannehmbare Produktdimensionen, wie etwa ein Verdrehen entlang
der Längsachse
des Produkts, aufweisen. Um den Materialfluß zu steuern, benutzt die vorliegende
Erfindung teilweise ein fortlaufendes Auflager 46, das
eine Länge
aufweist, die sich je nach der Wanddicke des Extrusionsprofils 22 und
der Stelle jener Wanddicke in Bezug auf den Materialfluß verändert. Es
ist bekannt, daß der
Materialfluß in
der Mitte des Flusses, wie durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet,
dem geringsten Ausmaß an
Reibung und an den Rändern
des Flusses, wie durch das Bezugszeichen 52 bezeichnet,
dem größten Ausmaß an Reibung
begegnet. Die Geometrie ist so, daß ein toter Bereich 54 gebildet
wird, wo der Materialfluß mit
der stromaufwärts
gerichteten Fläche 32 des
Mundstücks 10 in
Kontakt tritt. Das Auflager 46 der vorliegenden Erfindung
ist so gestaltet, daß es
den veränderlichen
Materialfluß voraussieht
und den Fluß durch
das Mundstück
steuert.
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Um das Auflager 46 zu gestalten
bestimmt der Gestalter zuerst den schnellsten und den langsamsten
Bereich des Extrusionsprofils 22. Der schnellste Bereich
des Profils 22 wird im allgemeinen der die größte Wanddicke
aufweisende Bereich sein, der der Mitte des Mundstücks 10 am
nächsten
ist. Fachleute auf dem. Gebiet der Mundstückgestaltung können jedoch
im allgemeinen verschiedene Faktoren erkennen, die den schnellsten
Bereich von der Mitte des Mundstücks
weg bewegen können.
Bei dem Extrusionsprofil 22, das in den Zeichnungen veranschaulicht
ist, ist der schnellste Bereich des Extrusionsprofils 22 durch
das Bezugszeichen 56 bezeichnet. Diese Stelle ist die schnellste,
da sie sich in der Mitte des Mundstücks 10 befindet und
eine Wanddicke 57 aufweist, die annähernd so groß wie die
anderen Wanddicken ist, wie sie durch das Bezugszeichen 48 bezeichnet
sind. Der langsamste Bereich des Extrusionsprofils 22 wird
im allgemeinen jener Bereich des Extrusionsprofils 22 sein,
der dem Rand 58 des Mundstücks am nächsten liegt und ein Ende 60 oder
ein Bereich ist, der eine schmale Wanddicke aufweist. Bei dem veranschaulichten
Extrusionsprofil 22 sind die langsamsten Bereiche durch
das Bezugszeichen , 62 bezeichnet.
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Um den Materialfluß durch
das Mundstück 10 zu
steuern, wird das Auflager 46 so angepaßt, daß es am schnellsten Bereich 56 am
längsten
und am langsamsten Bereich 62 am kürzesten ist. Wie oben erklärt, wird
ein kurzes Auflager 46 die Flußgeschwindigkeit durch das
Mundstück 10 erhöhen, während ein
langes Auflager 46 die Flußgeschwindigkeit durch das
Mundstück 10 verlangsamen
wird. Der Gestalter bestimmt als nächstes das minimale Auflager 46,
das praktisch für
das in Gestaltung befindliche Mundstück 10 ausgebildet
werden kann. Die Länge
des minimalen Auflagers 46 hängt von verschiedenen Faktoren
einschließlich
der Festigkeit des Mundstückmaterials,
des Drucks und der Temperatur des Extrusionsvorgangs und der Fabrikationsfähigkeiten,
die für
den Mundstückgestalter
verfügbar sind,
ab. Der Gestalter richtet das minimale Auflager 46 am langsamsten
Bereich 62 des Profils ein, wie in 5 sichtbar ist.
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Der Gestalter bestimmt dann die Länge des Auflagers 46 am
schnellsten Bereich 56 des Extrusionsprofils 22.
Wenn die Wanddicke des Extrusionsprofils 22 am schnellsten
Bereich 56 der Wanddicke des Extrusionsprofils 22 am
langsamsten Bereich 62 annähernd gleich ist, ist die Länge des
Auflagers 46 am schnellsten Bereich 56 gleich
der mit einer Zahl im Bereich von 1,4 bis 2,0 multiplizierten Länge des Auflagers 46 am
langsamsten Bereich 62. Somit ist die Länge des Auflagers 46 am
schnellsten Bereich 56 immer größer als die Länge des
Auflagers 46 am langsamsten Bereich 62.
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In den folgenden Beispielen sind
die Zahlen, die für
die Länge
der Auflager 46 und für
die verschiedenen Wanddicken gewählt
sind, in ihrer Art beispielhaft und sollen nur zeigen, wie das Verfahren
des Bestimmens des Auflagers 46 ausgeführt wird. Durch den Erfinder
wurde jedoch herausgefunden, daß die Zahlen,
die die verschiedenen annähernden
Bereiche definieren, nützlich
sind, um die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
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Nachstehend wird ein Beispiel für das Berechnen
des Auflagers für
das in den Zeichnungen veranschaulichte Extrusionsprofil 22,
das die gegebenen beispielhaften Ausmaße aufweist, gegeben. Zuerst
bestimmt der Gestalter das minimal mögliche Auflager, das im Mundstück 10 erzeugt
werden kann. Falls die Länge
des minimalen Auflagers 46 als 0,4 Einheiten bestimmt wird,
würde das
Auflager 46 am schnellsten Bereich 56 0,4 Einheiten
multipliziert mit einer Zahl im annähernden Bereich von 1,4 bis
2,0 betragen. Falls zum Zwecke dieses Beispiels willkürlich die
Zahl 1,6 gewählt
würde,
würde die
Länge des Auflagers
46 am schnellsten Bereich 56 0,4 × 1,6 – 0,64 Einheiten betragen.
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Wenn die Wanddicke am schnellsten
Bereich 56 größer als
am langsamsten Bereich 62 ist, wird der annähernde Bereich
von 1,4 bis 2,0 um einen ersten Faktor erhöht. Der erste Faktor wird durch Multiplizieren
des Verhältnisses
der Wanddicke am schnellsten Bereich 56 zur Wanddicke am
langsamsten Bereich 62 mit einer Zahl im annähernden
Bereich von 1,25 bis 1,65 bestimmt. Wenn somit die Wanddicke am
langsamsten Bereich 62 1,4 Einheiten und die Wanddicke
am schnellsten Bereich 56 1,6 Einheiten beträgt, ist
das Verhältnis
1,14 (1,6 dividiert durch 1,4). Der erste Faktor ist somit 1,14
multipliziert mit einer Zahl im annähernden Bereich von 1,25 bis 1,65.
Wenn 1,45 gewählt
würde,
würde der
erste Faktor 1,14 × 1,45 =
1,65 betragen. Der annähernde Bereich
wird daher um 1,65 erhöht.
Daher fällt
das Verhältnis
der Auflagerlänge
am schnellsten Bereich 56 zur Länge des langsamsten Bereichs 62 in
den annähernden
Bereich von 2,31 bis 3,3 (1,4 × 1,65
zu 2,0 × 1,65).
Somit würde
die Länge
des Auflagers am schnellsten Bereich 56 des Extrusionsprofils
0,4 Einheiten (die Länge
des Auflagers am langsamsten Bereich 62) multipliziert
mit einer Zahl im annähernden Bereich
von 2,31 bis 3,3 betragen. Wenn die Zahl 2,7 gewählt würde, würde die Länge des Auflagers am schnellsten
Bereich 56 0,4 × 2,7
= 1,08 betragen.
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Wenn die Wanddicke am schnellsten
Bereich 56 kleiner als am langsamsten Bereich 62 ist, wird
der annähernde
Bereich von 1,4 bis 2,0 um einen zweiten Faktor verringert. Der
zweite Faktor wird durch Multiplizieren des Verhältnisses der Wanddicke am langsamsten
Bereich 62 zur Wanddicke am schnellsten Bereich 56 mit
einer Zahl im annähernden
Bereich von 1,25 bis 1,65 bestimmt. Wenn somit die Wanddicke am
langsamsten Bereich 62 1,4 Einheiten und die Wanddicke
am schnellsten Bereich 56 1,2 Einheiten beträgt, ist
das Verhältnis
1,17 (1, 4 dividiert durch 1,2). Der zweite Faktor ist daher 1,17 multipliziert
mit einer Zahl im annähernden
Bereich von 1,25 bis 1,65. Wenn 1,45 gewählt würde, wäre der zweite Faktor 1,17 × 1,45 =
1,70. Der annähernde Bereich
wird somit um 1,70 verringert. Daher fällt das Verhältnis der
Auflagerlänge
am schnellsten Bereich 56 zur Länge des langsamsten Bereichs 62 in
den annähernden
Bereich von 0,82 bis 1,18 (1,4/1,7 zu 2,011,7). Somit würde die
Länge des
Auflagers am schnellsten Bereich 56 des Extrusionsprofils 0,4 Einheiten
(die Länge
des Ruflagers am langsamsten Bereich 62) multipliziert
mit einer Zahl im annähernden Bereich
von 0,82 bis 1,18 betragen. Wenn die Zahl 1,1 gewählt würde, würde die
Länge des
Auflagers 46 am schnellsten Bereich 56 0,4 Einheiten × 1,1 = 0,44
Einheiten betragen.
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Für
Punkte auf dem Extrusionsprofil 22 zwischen dem schnellsten
Bereich 56 und dem langsamsten Bereich 62 werden
die Auflagerlängen
aus den bekannten Werten interpoliert. Wenn die Wanddicke des Extrusionsprofils 22 vom
schnellsten Bereich 56 zum langsamsten Bereich 62 im
allgemeinen konstant ist, wird die Auflagerlänge einfach linear interpoliert.
Wenn dieses Verfahren verwendet wird, erscheint die Auflagerlänge wie
in 5 gezeigt. In 5 ist das Auflager 46 an
den langsamsten Bereichen 62 am kürzesten und am schnellsten
Bereich 56 am längsten.
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Für
Punkte entlang des Extrusionsprofils 22, die eine Wanddicke
aufweisen, die sich von der Wanddicke am schnellsten Bereich 56 unterscheidet, wird
die von der linearen Interpolation bestimmte Auflagergröße durch
einen dritten Faktor angepaßt.
Wo die Wanddicke größer als
jene des schnellsten Bereichs 56 ist, wird die Auflagergröße um einen
Faktor zwischen dem 1,25 fachen und dem 1,65 fachen des Verhältnisses
der Wanddicke an jenem Punkt zur Wanddicke am schnellsten Bereich 56 erhöht. Wenn die
Wanddicke an jenem Punkt geringer als die Wanddicke des schnellsten
Bereichs 56 ist, wird die Auflagerlänge um einen vierten Faktor
verringert. Der vierte Faktor beträgt zwischen dem 1,25 fachen
und dem 1,65 fachen des Verhältnisses
der Wanddicke am schnellsten Bereich 56 zur Wanddicke an
jenem Punkt. Nachdem die Auflagerlängen für die Wanddickenunterschiede
angepaßt
worden sind, wird das Auflager 46 erneut interpoliert,
um die neuen Längen zu
berücksichtigen.
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Schließlich werden die Auflagerlängen auf Basis
der Geometrie des Extrusionsprofils 22 angepaßt. Wenn
der Punkt an einem Endpunkt 60 des Extrusionsprofils 22 gelegen
ist, wird die Auflagerlänge um
30 bis 50 Prozent verringert. Wenn der Punkt an einer Ecke wie etwa
der durch das Bezugszeichen 64 bezeichneten Ecke gelegen
ist, wird die Länge
des Auflagers 46 in ähnlicher
Weise um 10 bis 30% verringert. Nachdem die Anpassungen für die Geometrie
vorgenommen worden sind, werden die gesamten Längen erneut interpoliert, um
die endgültigen
Auflagerlängen
für alle
Punkte zwischen diesen besonders berechneten Punkten zu bestimmen.
Durch das Befolgen dieser Schritte kann ein Mundstückgestalter
ein fortlaufendes Auflager 46 bestimmen, das spezifisch
für das
gewählte
Extrusionsprofil 22 gestaltet ist. Das fortlaufende Auflager 46 steuert
den Fluß des
Materials durch das Murtdstück 10 und
ist dazu tätig,
die Wirkungen der Reibung auf den Materialfluß auszugleichen . Darüber hinaus
hat das Verfahren durch das Minimieren der Länge des Auflagers 46 an
den langsamsten Bereichen 62 des Extrusionsprofils 22 gewährleistet,
daß die
Extrusionsverarbeitungseinheit 12 so schnell betrieben
werden kann, wie es das Extrusionsprofil 22 gestattet.
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Das oben beschriebene Auflager 46 ist
am wirksamsten, wenn es im Verbindung mit einer Tasche 40 nach
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird: In den Zeichnungen ist
sichtbar, daß es
sich bei einer Tasche 40 um einen Hohlraum in der stromaufwärts gerichteten
Fläche 32 des
Mundstücks 10 handelt,
der das Extrusionsprofil 22 im allgemeinen umgibt. Die
Tasche 40 kann entweder in den Mundstückkörper 30 geschnitten
sein oder in einer (nicht gezeigten) Platte ausgebildet sein, die
neben der stromaufwärts
gerichteten Fläche 32 des
Mundstücks 10 angeordnet
würde.
Die Tasche 40 weist eine fortlaufend konische Seitenwand 70 auf,
die in Verbindung mit dem Mundstück 10 gestattet,
daß aufeinanderfolgende
Barren 20 zusammengeschweißt werden. Die Wände 70 sind
zwischen 0 und 30 Grad konisch.
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Die konische Seitenwand 70 ermöglicht das Verschweißen von
aufeinanderfolgenden Barren, selbst wenn die Tiefe 74 der
Tasche im allgemeinen geringer als jene des Stands der Technik ist.
Wie oben im Abschnitt "Allgemeiner
Stand der Technik" beschrieben,
ist das Verschweißen
aufeinanderfolgender Barren oft wünschenswert. Um zwei Barren zu
verschweißen,
wird der erste Barren zerschnitten, wenn sich der Stempel 18 der
stromaufwärts
gerichteten Fläche 32 des
Mundstücks 10 nähert. Der
Vorgang des Zerschneidens erzeugt eine Kraft, die das in der Tasche 40 zurückbelassene
Material 20 wieder aus der Tasche 40 herauszwängt. In
der Vergangenheit waren die Wände 70 der
Tasche 40 einfach ausgedehnt, so daß die Kraft das Material 20 nicht
völlig herausziehen
kannte. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Wände 70 der
Tasche 40 konisch, um dabei zu helfen, das Material 20 in
der Tasche 40 zurückzuhalten,
wenn der Barren zerschnitten wird. Als solche sind die Wände 70 dann,
wenn der Vorgang des Zerschneidens eine Kraft erzeugt, tätig, um
dieser Kraft entgegenzuwirken. Somit muß die Tiefe 74 der
Tasche 40 nicht so groß wie
beim Stand der Technik sein. und ist wesentlich verringert, da das
Material durch die konischen Wände 70 zurückgehalten
wird.
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Die Tasche 40 ist auch so
gestaltet, daß sie den
Materialfluß in
das Mundstück 10 durch
ein Verändern
des Winkels des Materialflusses in das Extrusionsprofil 22 verbessert.
Beim Stand der Technik würde
das Material 20 direkt gegen die stromaufwärts gerichtete
Fläche 214 des
Mundstücks 210 geschoben
und dann um scharfe Ecken in das Extrusionsprofil 220 gezwängt werden.
Doch bei der vorliegenden Erfindung beginnt die Tasche 40,
die Flußlinien
des Materials 20 zu biegen, bevor es die stromaufwärts gerichtete
Fläche 32 erreicht,
und schafft somit einen künstlichen
Materialeintrittswinkel. Der künstliche
Winkel verbessert den Fluß des
Materials 20, so daß es
freier in das Extrusionsprofil 22 fließen kann, was die Materialbeanspruchungsrate
verringert, den Materialfluß glättet und
den Druck des Materialflusses ausgleicht. Die Materialflußlinien,
und daher der Materialfluß, werden
mit einer Tasche 40 verbessert, da die Konfiguration (Tiefe
und Breite) der Tasche 40 dafür ausgelegt ist, den Materialflußweg und
den Materialeintrittswinkel vorauszusehen. Beim Stand der Technik
ist die Tiefe jeder beliebigen Tasche viel größer, und der Materialeintrittswinkel
oder Taschenwinkel beträgt
stets weniger als 45 Grad, was dazu führt, daß große Mengen an Reibung erzeugt
werden. Die große
Menge an Reibung führt
zu schlechten Oberflächenbeschaffenheiten
und einer schlechten Gesamtqualität. Wenn die Materialflußlinien
mit einer Tasche 40 der vorliegenden Erfindung gerichtet
werden, wird die Menge an Reibung, die zwischen dem Material 20 und
dem Mundstück 10 erzeugt
wird, stark verringert, was gestattet, daß die Extrusionsverarbeitungseinheit 12 mit
erhöhten
Geschwindigkeiten betrieben wird, während ein qualitativ hochwertiges
Produkt bereitgestellt wird.
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Zusätzlich zum Vorteil der höheren Extrusionsgeschwindigkeit
gestattet es die Tasche 40 dem Mundstückgestalter, Anpassungen am
Mundstück 10 vorzunehmen,
ohne das Auflager 46 anzupassen. Aufgrund der Lage und
der Größe des Auflagers 4b ist
es oft schwierig, das Auflager 46 anzupassen, nachdem es
einmal ausgebildet wurde. Andererseits kann die Tasche 40 verhältnismäßig leicht
verändert werden,
nachdem sie ausgebildet wurde. Während des
Versuchsvorgangs für
das Mundstück 10 kann der
Gestalter die Tasche 40 entweder weiter ausschneiden oder,
anders als bei Veränderungen
am Auflager 46, wieder Material zur Tasche 40 hinzufügen, wenn
er den Einfluß des
Mundstücks 10 auf
den Materialfluß verändern möchte. Das
Hinzufügen
von Material zur Tasche 40 ist möglich, indem einfach Material
an seine Stelle geschweißt
wird und abgeschliffen wird, damit es glatt ist.
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Im allgemeinen werden die Ausmaße einer Tasche 40 durch
die vorausgesehene Geschwindigkeit des Materialflusses an dem Punkt
entlang des Extrusionsprofils 22, der bestimmt wird, bestimmt. Wenn
sich der Punkt beispielsweise in einem langsamen. Flußbereich
befindet, wird die Taschenbreite größer sein, als wenn sich der
zu bestimmende Punkt an einem schnellen Bereich des Flusses befindet. Eine
Tasche 40 für
ein Extrusionsprofil 22 wird bestimmt, indem zuerst eine
Minimalbreite 72 am schnellsten Bereich 56 des
Extrusionsprofils 22 festgesetzt wird. Die Minimalbreite 72 kann
durch das Geschick des Gestalters auf seinem Gebiet und das Gesamtausmaß des Extrusionsprofils 22 in
Bezug auf den Durchmesser des Mundstücks 10 bestimmt werden.
Die Tiefe 74 der Tasche 40 wird dann durch Multiplizieren
der Minimalbreite 72 mit einer Zahl im annähernden
Bereich von 1,2 bis 2,0 bestimmt.
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Die Auswahl der Minimalbreite ist
jedoch durch den Wunsch beschränkt,
eine Tasche 40 auszubilden, die so gestaltet ist, daß der durch
die Bezugslinie 84 und die Bezugslinie 86 gebildete
Taschenwinkel 82 im annähernden
Bereich von 25 Grad bis 45 Grad liegt . Die Bezugslinie 84 erstreckt sich
senkrecht zur stromaufwärts
gerichteten Fläche 32 durch
die Kante 88 der Tasche 40. Die Bezugslinie 86 erstreckt
sich durch die Kante 88 der Tasche 40 zur Kante 90 des
Extrusionsprofils 22 direkt hinter jenem Punkt auf der
Kante der Tasche 40. Im allgemeinen verlangsamt die Tasche 40 den
Fluß,
wenn der Taschenwinkel 82 klein ist. Wenn der Taschenwinkel 82 jedoch
groß ist,
begegnet der Fluß wenig
Reibung und ist schnell. Der Taschenwinkel 82 wird durch
Verändern
der Taschenbreite verändert,
da die Taschentiefe 74 festgelegt ist.
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Der Gestalter bestimmt dann die Breite
der Tasche 40 an den Punkten 76 entlang des Extrusionsprofils 22,
die dem Rand 58 des Mundstücks 10 am nächsten sind.
Für diese
Punkte 76 ist die Taschenbreite die mit einer Zahl im annähernden
Bereich von 1,5 bis 2,5 multiplizierte minimale Taschenbreite 72.
Die Tasche 40 ist an diesen Punkten 76 größer, da
die Reibung zwischen dem Materialfluß und der Extrusionsverarbeitungseinheit
den Materialfluß verlangsamt.
Als nächstes
erhöht
der Gestalter die Breite der Tasche 40 für jene Punkte
entlang von Ecken 64 oder Endpunkten 60 weiter.
Die Breite für diese
Punkte 60 und 64 wird durch eine Zahl im annähernden
Bereich von 1,2 bis 2,0 weiter erhöht. An den langsamen Bereichen
liegt der Taschenwinkel wünschenswerterweise
im annähernden
Bereich von 45 Grad bis 70 Grad. Nachdem die Taschenbreiten für diese
Punkte bestimmt worden sind, wird die gesamte Gestaltung der Tasche 40 durch
lineare Interpolation oder Interpolation höheren Grads bestimmt.
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Somit ist die Breite der Tasche 40 für die Bereiche
des Extrusionsprofils 22, die langsam sind, groß. Diese
Bereiche weisen auch das kleinste Auflager 46 auf, so daß im Mundstück 10 weniger
Reibung erzeugt wird. Jene Bereiche des Extrusionsprofils 22,
die schnell sind, weisen die geringe Taschenbreite auf. Die schnellen
Bereiche weisen auch das lange Auflager 46 auf. Die Kombination
aus dem Auflager 46 und der Tasche 40 erlaubt
es dem Gestalter, ein Mundstück 10 zu
schaffen, das den Materialfluß verbessert.
Wenn der Materialfluß einmal
verbessert ist, fließt
das Material gleichmäßig durch
das Mundstück 10,
was zu einem verbesserten Produkt 24 führt, das verbesserte Materialeigenschaften
und eine zufriedenstellende Oberflächenbeschaffenheit aufweist.
Der verbesserte Materialfluß verringert auch
die Reibung im Mundstück 10,
was eine Erhöhung
der Geschwindigkeit der Extrusion durch das Mundstück 10 gestattet.
Durch das Befolgen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird
die Anzahl der Versuche, ein Mundstück 10 zu schaffen,
das ein zufriedenstellendes Produkt erzeugt, von annähernd drei
Versuchen auf annähernd
einen Versuch verringert. Die Anzahl der Versuche wird verringert,
da das Mundstückauflager 46 und
die Tasche 40 auf Basis des Extrusionsprofils 22 in
jenem Mundstück 10 besonders
gestaltet wurden.
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Die vorhergehende Beschreibung zielte
auf ein massives Mundstück 10 ab.
Die vorliegende Erfindung ist auch zum Erhöhen der Geschwindigkeit eines
hohlen Extrudermundstücks 110 nützlich.
Ein typisches hohles Extrudermundstück 110 ist in 6 bis 8 veranschaulicht. Ein hohles Mundstück 110 wird verwendet,
um einen hohlen Abschnitt aufweisende Produkte wie etwa ein Rohr
zu bilden. Ein hohles Mundstück 110 weist
eine Patrize 112 auf, die in einer Matrize 114 angeordnet
ist. Mehrere Rippen 116 stützen die Patrize 112 in
der Matrize 114. Die Öffnungen,
die gestatten, daß Material
um die Rippen 116 fließt,
die die Patrize 112 stützen,
werden in der Technik als Pole bezeichnet und sind in den beiliegenden Zeichnungen
mit dem Bezugszeichen 118 bezeichnet. Der Raum-zwischen
der Patrize 112 und der Matrize 114 ist das Extrusionsprofil 122.
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Die Matrize 114 des hohlen
Mundstücks 110 weist ähnliche
Elemente wie das massive Mundstück 10 auf.
Beispielsweise kann das hohle Mundstück 110 in der gleichen
Art von Extrusionsverarbeitungseinheit 12 wie das massive
Mundstück 10 angeordnet
werden. Das hohle Mundstück 110 weist
auch einen Unterschnittshohlraum 142 auf, der sich in die stromabwärts gerichtete
Fläche 134 erstreckt.
Das hohle Mundstück 110 benutzt
auch eine Tasche 140, um den Materialfluß in das
Extrusionsprofil 122 zu steuern. Ein Unterschnitt 144 erstreckt
sich zwischen einem Auflager 146 und dem Unterschnittshohlraum 142.
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Im allgemeinen wird die Länge des
Auflagers 146 von der Mitte einer Rippe 116 in
Richtung der Mitte eines Pols 118 zunehmen. Die Auflagerlänge ist unter
den Rippen 1i6 am geringsten, da das Material um jede Rippe 166 fließen muß, um das
Extrusionsprofil 122 zu erreichen, wie in 7 und 8 sichtbar ist.
Somit ist das Auflager 146 unter den Rippen 116 am
kleinsten, damit das Material an diesen Stellen weniger Reibung
im Extrusionsprofil 122 begegnen wird, als an jenen Stellen,
die direkt unter den Polen 118 liegen, wo das Material
direkt in das Extrusionsprofil 122 fließt.
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Wie bei der Gestaltung des massiven
Mundstücks 10 bestimmt
der Gestalter zuerst das kürzeste Auflager,
das vernünftigerweise
hergestellt werden kann. Der Gestalter setzt dieses minimale Auflager als
die Auflagerlänge
an den langsamsten Bereichen des Extrusionsprofils 122 fest,
die jene Punkte 162 direkt unter den Rippen 116 sind.
Der Gestalter bestimmt dann die Länge des Auflagers 146 am schnellsten
Bereich 156 des Mundstücks 110 (jenen Bereichen
direkt unter den Polen mit der größten Wanddicke) als die mit
einer Zahl im Bereich von 1,11 bis 1,67 multiplizierte minimale
Auflagerlänge.
Die Länge
des Auflagers für
die Punkte zwischen jenen Punkten wird durch Interpolation bestimmt.
Zusätzlich
gelten auch die Regeln zum Anpassen des Auflagers 146 auf
Basis der Wanddicke und der Geometrie. Wenn sich der zu bestimmende
Punkt, wie etwa durch das Bezugszeichen 164 bezeichnet,
entlang einer Ecke befindet, wird das Auflager somit um 10 bis 30
Prozent verringert. Wenn der zu bestimmende Punkt an einem Endpunkt 160 des
Extrusionsprofils 122 gelegen ist, wird die Auflagerlänge um 30
bis 50 Prozent verringert.
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Im allgemeinen folgt die Bestimmung
der Größe der Tasche 140 für ein hohles
Mundstück 110 den
gleichen Arten von Regeln, die verwendet werden, um die Taschenbreiten
für das
massive Mundstück 10 zu
bestimmen. Bei der Konfiguration eines hohlen Mundstücks 110 nimmt
die Taschenbreite zu, wenn sie sich unter einer Rippe 116 befindet,
und sie nimmt ab, wenn sie sich unter einem Pol 118 befindet.
Der Gestal ter bestimmt auf Basis seiner Erfahrung und der relativen
Größe des Extrusionsprofils
in bezug auf das Mundstück 110 zuerst
eine minimale Taschenbreite. Die minimale Taschenbreite 172 wird an
den schnellsten Bereichen 156 des Extrusionsprofils 122 angeordnet,
in der Regel direkt unter einem Pol 118. Die Taschentiefe 174 wird
dann so berechnet, daß sie
annähernd
das 1,2 bis 2,0 fache der Minimalbreite 172 beträgt. Der
Taschenwinkel für
den schnellsten Bereich sollte erneut im annähernden Bereich von 25 bis
45 Grad liegen.
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Der Gestalter berechnet dann die
Taschenbreite 178 für
den langsamsten Bereich 162 des Extrusionsprofils 122.
Der langsamste Bereich 162 ist ein Bereich des Extrusionsprofils 122,
der eine geringe Wanddicke aufweist, die direkt unter einer Rippe 116 gelegen
ist. Die Breite der Tasche 140 an diesen Punkten beträgt das 2,0
bis 5,0 fache der Minimalbreite. Es ist jedoch erwünscht, daß der Taschenwinkel
an den langsamsten Bereichen im annähernden Bereich von 45 Grad
bis 70 Grad liegt. Wieder können
die Taschenbreiten für
die verbleibenden Punkte durch lineare Interpolation oder Interpolation höheren Grads
berechnet werden. Zusätzlich
können die
Breiten auf Basis der Geometrie des Extrusionsprofils 122 erhöht oder
verringert werden. An engen Ecken 164 kann die Breite somit
erhöht
werden, während
die Breite an offenen Bereichen verringert werden kann.
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Nachdem die Ausmaße des Auflagers 46 und 146 und
der Tasche 40 und 140 entweder für ein massives
Mundstück 10 oder
ein hohles Mundstück 110 bestimmt
wurden, können
die Ausmaße
an computergesteuerte Herstellungsmaschinen gegeben werden, die
so gestaltet sind, daß sie
unter Verfolgen eines programmierten Werkzeugpfads ein Mundstück schneiden.
Als solche können
die Maschinen betrieben werden, um das Extrusionsprofil 22 und 122 mit
oder ohne den Unterschnitt 44 und 144 in die Mundstücke 10 und 110 zu
schneiden.
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Im allgemeinen ist ein Mundstück ohne
einen Unterschnitt 44 und 144 fester als ein Mundstück, das
einen Unterschnitt 44 und 144 aufweist. Das Mundstück ohne
den Unterschnitt 44 und 144 ist deutlich fester
als ein Mundstück,
das einen Unterschnitt 44 und 144 aufweist, selbst
wenn das Auflager 46 und 146 des Mundstücks deutlich
kürzer
sein kann. 4 veranschaulicht
das Mundstück 10,
das eine Hälfte,
die mit dem in 2 gezeigten
Mundstück 44 ausgebildet
ist, und eine Hälfte,
die ohne einen Unterschnitt 44 gezeigt ist, aufweist. Die
durch das Bezugszeichen 80 bezeichnete Hälfte ohne
den Unterschnitt 44 ist in bezug auf die Biegekräfte des durch
das Extrusionsprofil 22 gezwängten Materials beständiger.
Die Tasche 40 und 140 kann ebenfalls durch Programmieren
eines Werkzeugpfads in eine passende Maschine ausgebildet werden.
Der Werkzeugpfad für
das Auflager 46 und 146 kann durch Kenntnis des
Winkels des Schneidedrahts für
die Schneidemaschine und der Tiefe der Tasche 40 und 140 bestimmt
werden.
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Obwohl nur eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung offenbart ist, versteht es sich natürlich, daß sie für zahlreiche
Veränderungen,
die einem Fachmann offensichtlich sind, offen ist. Daher soll der
Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die gezeigten und
beschriebenen Einzelheiten beschränkt sein, sondern alle Veränderungen
und Abwandlungen beinhalten, die in den Umfang der beiliegenden
Ansprüche
fallen.
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Wie nun einleuchtend sein sollte,
lehrt die vorliegende Erfindung nicht nur, daß ein Extrudermundstück, das
die Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert, dazu fähig ist,
die Extrusionsgeschwindigkeit zu erhöhen, während es ein annehmbares Produkt
erzeugt, sondern auch, daß die
anderen Aufgaben der Erfindung in gleicher Weise erfüllt werden
können.